2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)-第1課時-庫侖定律-電場強(qiáng)度-電場線課件-人教大綱版2

考綱要求三年考情熱點考向考點要求2007年2008年2009年兩種電荷、電荷守恒Ⅰ四川理綜(T24·計算)江蘇物理(T16·計算)重慶理綜(T16·選擇)海南物理(T7·選擇)廣東物理(T12·選擇)北京理綜(T22·計算)全國卷Ⅰ(T20·選擇)上海物理(T14·選擇)山東理綜(T21·選擇)廣東理科基礎(chǔ)(T1·選擇)上海物理(T14·選擇)全國卷Ⅰ(T18·選擇)北京卷(T16·T20·選擇)浙江卷(T16·選擇)海南卷(T10·選擇)山東卷(T20·選擇)廣東卷(T6·選擇)上海卷(T3·選擇)高考對庫侖定律、電場強(qiáng)度、電場線的考查通常以選擇題的形式出現(xiàn)，是高考的熱點，預(yù)計在2011年仍是命題熱點之一.真空中的庫侖定律、電荷量Ⅱ第九章電場第1課時庫侖定律電場強(qiáng)度電場線第一頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第一頁，編輯于星期四：二十點三十一分。1．元電荷：科學(xué)發(fā)現(xiàn)最小的電荷量就是

所帶的電荷量．質(zhì)子、正電子電荷量與它相同，用e表示，e＝

，所有帶電體的電荷量都是元電荷的

．2．電荷守恒定律(1)內(nèi)容：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消失，它只能從一個物體

到另一物體或從物體的這一部分

到另一部分，系統(tǒng)的電荷總量

．1.60×10－19C整數(shù)倍轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移不變電子第二頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第二頁，編輯于星期四：二十點三十一分。(2)物體帶電的實質(zhì)：

．(3)物體帶電的方式有：

、

、

．(4)當(dāng)完全相同的帶電金屬球相接觸時電荷的分配規(guī)律：同種電荷總量

，異種電荷先

后

．得失電子摩擦起電感應(yīng)起電接觸帶電平均分配中和平分第三頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第三頁，編輯于星期四：二十點三十一分。1．電荷量的實質(zhì)：物體得到或失去電子便帶上了電荷，得到電子帶負(fù)電，失去電子帶正電．討論物體帶何種電荷，是指凈電荷是正是負(fù)，也就是說物體具有的總電荷是哪種電荷多于哪種，凈電荷的多少叫做電荷量．2．點電荷是無大小、無形狀且有電荷量的一個理想化模型．在實際問題中，只有當(dāng)帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至于帶電體的形狀和大小對相互作用的影響可以忽略不計時，帶電體才可以視為點電荷．第四頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第四頁，編輯于星期四：二十點三十一分。3．一個帶電體能否被視為點電荷完全取決于自身的幾何形狀大小與帶電體之間的距離的比較，與帶電體的大小無關(guān)．即帶電體很小，不一定可視為點電荷；帶電體很大，也不一定不能視為點電荷．4．元電荷：電荷量e＝1.60×10－19C稱為元電荷．所有帶電體的電荷量都等于電荷量e或等于電荷量e的整數(shù)倍．即在物體帶電現(xiàn)象中元電荷是最小電荷量．第五頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第五頁，編輯于星期四：二十點三十一分。1．M和N是兩個不帶電的物體，它們互相摩擦后M帶正電1.6×10－10C，下列判斷正確的有()A．在摩擦前M和N的內(nèi)部沒有任何電荷B．摩擦的過程中電子從M轉(zhuǎn)移到NC．N在摩擦后一定帶負(fù)電1.6×10－10CD．M在摩擦過程中失去1.6×10－10個電子第六頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第六頁，編輯于星期四：二十點三十一分。解析：M和N都不帶電，是指這兩個物體都呈電中性，沒有“凈電荷”(沒有中和完的電荷)，也就是沒有得失電子．但內(nèi)部仍有相等數(shù)量的正電荷(質(zhì)子數(shù))和負(fù)電荷(電子數(shù))，所以選項A錯誤．M和N摩擦后M帶正電荷，說明M失去電子，電子從M轉(zhuǎn)移到N，選項B正確．根據(jù)電荷守恒定律，M和N這個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)原來電荷的代數(shù)和為0，摩擦后電荷量仍應(yīng)為0，選項C正確．電子帶電荷量為1.6×10－19C，摩擦后M帶正電荷1.6×10－10C，由于M帶電荷量應(yīng)是電子電荷量的整數(shù)倍．所以M失去109個電子，選項D錯誤．答案：BC第七頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第七頁，編輯于星期四：二十點三十一分。1．點電荷

當(dāng)帶電體間的距離比它們自身的大小大的多以至于帶電體的

、

及

對它們之間相互作用力的影響可以忽略不計時，這樣的帶電體，就可以看作帶電的點，叫做點電荷．類似于力學(xué)中的

．也是一種理想化的模型．形狀大小電荷分布質(zhì)點第八頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第八頁，編輯于星期四：二十點三十一分。2．庫侖定律(1)內(nèi)容：在

中兩個點電荷的相互作用力跟它們的

成正比，跟它們間的

成反比．作用力的方向在

上．(2)表達(dá)式：F＝k

，式中k＝

，叫

．(3)適用條件：

中的點電荷．電荷量的乘積距離的平方它們的連線9.0×109N·m2/C2靜電力常量真空真空第九頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第九頁，編輯于星期四：二十點三十一分。對庫侖力和庫侖定律的理解？1．庫侖力的正負(fù)不表示力的大小，而表示庫侖力的性質(zhì)．當(dāng)兩帶電體所帶電荷同號時，F(xiàn)＞0，庫侖力為斥力；當(dāng)兩帶電體所帶電荷異號時，F(xiàn)＜0，庫侖力為引力．因此，用庫侖定律進(jìn)行計算時，不必將符號代入，只需判斷力的性質(zhì)即可．2．兩個帶電體之間的庫侖力是一對作用力和反作用力．庫侖定律的公式

F=k只適用于真空中的點電荷(在空氣中近似成立). r→0時，不能認(rèn)為力F無窮大，因為此時公式已不再成立．第十頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第十頁，編輯于星期四：二十點三十一分。2．如圖9－1－1所示，兩個完全相同的絕緣金屬殼a、b的半徑為R，質(zhì)量為m，兩球心之間的距離為l＝3R.若使它們帶上等量的異種電荷，電荷量為q，那么兩球之間的萬有引力F引，庫侖力F庫分別為()圖9－1－1第十一頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第十一頁，編輯于星期四：二十點三十一分。解析：萬有引力定律適用于兩個可看成質(zhì)點的物體，而均勻的球體可將其質(zhì)量集中在球心考慮；庫侖定律適用于點電荷，兩球殼帶等量異種電荷，但由于電荷間的相互作用力使其電荷集中在兩球殼的內(nèi)側(cè)，它們之間距離小于l，故此時的庫侖力大于電荷集中在球心時的庫侖力．答案：D第十二頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第十二頁，編輯于星期四：二十點三十一分。1．電場：電荷周圍存在的一種物質(zhì)，電場對放入其中的電荷有

．靜止電荷產(chǎn)生的電場稱為

．2．電場強(qiáng)度(1)定義：放入電場中某點的電荷受的電場力F與它的

的比值．(2)公式：E＝.力的作用靜電場電荷量q第十三頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第十三頁，編輯于星期四：二十點三十一分。根據(jù)表達(dá)式E＝，能說場強(qiáng)E與q成反比，與F成正比嗎？為什么？提示：不能．因電場的場強(qiáng)大小決定于電場本身，而與檢驗電荷的受力和所帶電荷量無關(guān)．E＝F/q為場強(qiáng)的定義式，非決定式．(3)單位：

或

.(4)矢量性：規(guī)定

在電場中某點所受電場力的方向為該點電場強(qiáng)度的方向．3．點電荷場強(qiáng)的計算式(1)設(shè)在場源點電荷Q形成的電場中，有一點P與Q相距r，則P點的場強(qiáng)E＝

.(2)適用條件：真空中的

形成的電場．N/CV/m正電荷點電荷思考：第十四頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第十四頁，編輯于星期四：二十點三十一分。1．電場強(qiáng)度有哪些性質(zhì)？(1)矢量性：電場強(qiáng)度E是表示電場力的性質(zhì)的一個物理量．規(guī)定正電荷受力方向為該點場強(qiáng)的方向．(2)唯一性：電場中某一點的電場強(qiáng)度E是唯一的，它的大小和方向與放入該點的電荷q無關(guān)，它決定于形成電場的電荷(場源電荷)及空間位置．(3)疊加性：如果有幾個靜止電荷在空間同時產(chǎn)生電場，那么空間某點的場強(qiáng)是各場源電荷單獨存在時在該點所產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和．第十五頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第十五頁，編輯于星期四：二十點三十一分。2．場強(qiáng)三個表達(dá)式的比較定義式?jīng)Q定式關(guān)系式表達(dá)式適用范圍任何電場真空中的點電荷勻強(qiáng)電場說明E的大小及方向與檢驗電荷的電荷量及存在與否無關(guān).Q：場源電荷的電荷量．r：研究點到場源電荷的距離，用于均勻帶電球體(或球殼)時，r是球心到研究點的距離，Q是整個球體的帶電荷量.U：電場中兩點的電勢差．d：兩點沿電場方向的距離.第十六頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第十六頁，編輯于星期四：二十點三十一分。3．下列關(guān)于電場強(qiáng)度的兩個表達(dá)式E＝和E＝k的敘述，正確的是()A．E＝是電場強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場的電荷的電荷量B．E＝是電場強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力，q是放入電場中電荷的電荷量，它適用于任何電場C．E＝k是真空中點電荷場強(qiáng)的計算式，Q是產(chǎn)生電場的電荷的電荷量， 它不適用于勻強(qiáng)電場D．從點電荷場強(qiáng)計算式分析庫侖定律的表達(dá)式F＝k，式中是點電荷q2產(chǎn)生的電場在點電荷q1處的場強(qiáng)大小，而是點電荷q1產(chǎn)生的電場在點電荷q2

處的場強(qiáng)大小第十七頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第十七頁，編輯于星期四：二十點三十一分。解析：E＝是場強(qiáng)的定義式，由其物理意義可判定選項A錯誤，選項B正確．E＝k只適用于真空中點電荷的電場，不適用于其他電場，選項C正確．點電荷場強(qiáng)計算式E＝k是通過庫侖定律F＝k和場強(qiáng)定義式E＝推導(dǎo)出來的，且?guī)靵隽κ请姾砷g通過場相互作用的，所以選項D正確．答案：BCD第十八頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第十八頁，編輯于星期四：二十點三十一分。1．電場線及特點電場線電場線是畫在電場中的一條條

，曲線上每點的

表示該點的電場強(qiáng)度方向，電場線不是實際存在的線，而是為了

而假想的線．電場線的特點①電場線從

或

出發(fā)終止于

或

．②電場線在電場中不

．③在同一電場里，電場線

的地方場強(qiáng)越大．④

的電場線是均勻分布的平行直線.有方向的曲線切線方向描述電場正電荷無限遠(yuǎn)處負(fù)電荷負(fù)電荷相交越密勻強(qiáng)電場第十九頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第十九頁，編輯于星期四：二十點三十一分。2.幾種典型電場的電場線(如圖9－1－2所示)圖9－1－2第二十頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第二十頁，編輯于星期四：二十點三十一分。等量同種和異種點電荷的電場兩點電荷連線的中垂線上的電場分布及特點的比較比較項目等量同種點電荷等量異種點電荷電場線圖示交點O處的場強(qiáng)為零最大由O沿中垂線向外場強(qiáng)的變化向外先增大后減小向外逐漸減小關(guān)于O點對稱的兩點A與A′，B與B′場強(qiáng)的關(guān)系等大、反向等大、同向第二十一頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第二十一頁，編輯于星期四：二十點三十一分。4．(2009·上海，3)兩帶電量分別為q和－q的點電荷放在x軸上，相距為L，能正確反映兩電荷連線上場強(qiáng)大小E與x關(guān)系的是圖()第二十二頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第二十二頁，編輯于星期四：二十點三十一分。解析：根據(jù)兩等量異種點電荷周圍的電場線可直觀地看出，連線的中點場強(qiáng)最小，但不為零，關(guān)于中點對稱的兩點場強(qiáng)大小相等，方向相同，所以兩點電荷的連線上的場強(qiáng)先減小后增大，A正確．答案：A第二十三頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第二十三頁，編輯于星期四：二十點三十一分。【例1】(2009·浙江，16)如圖9－1－3所示，在光滑絕緣水平面上放置3個電荷量均為q(q＞0)的相同小球，小球之間用勁度系數(shù)均為k0的輕質(zhì)彈簧絕緣連接．當(dāng)3個小球處在靜止?fàn)顟B(tài)時，每根彈簧長度為l.已知靜電力常量為k，若不考慮彈簧的靜電感應(yīng)，則每根彈簧的原長為()

圖9－1－3第二十四頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第二十四頁，編輯于星期四：二十點三十一分。解析：對最右邊的小球受力分析可知，小球受到另外兩個帶電小球?qū)λ蛴业膸靵隽Γ笮》謩e為F1＝和F2＝，由力的平衡可知彈簧彈力的大小F＝F1＋F2＝；故彈簧的伸長量為Δl＝，所以選C.答案：C第二十五頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第二十五頁，編輯于星期四：二十點三十一分。分析帶電體力學(xué)問題的方法與純力學(xué)問題的分析方法一樣，學(xué)會把電學(xué)問題力學(xué)化．分析方法是：1．確定研究對象．如果有幾個物體相互作用時，要依據(jù)題意，適當(dāng)選取

“整體法”或“隔離法”，一般是先整體后隔離．2．對研究對象進(jìn)行受力分析．3．列平衡方程(F合＝0或Fx＝0，F(xiàn)y＝0)第二十六頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第二十六頁，編輯于星期四：二十點三十一分。1－1(2009·合肥模擬)在光滑絕緣的水平地面上放置四個相同的金屬小球，小球A、B、C位于等邊三角形的三個頂點上，小球D位于三角形的中心，如 圖9－1－4所示．現(xiàn)讓小球A、B、C帶等量的正電荷Q，讓小球D帶負(fù)電荷q，使四個小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則Q與q的比值為() A. B. C．3 D.圖9－1－4第二十七頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第二十七頁，編輯于星期四：二十點三十一分。解析：由庫侖定律和力的平衡知識可得：，解得：，故D正確．答案：D第二十八頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第二十八頁，編輯于星期四：二十點三十一分?！纠?】(2009·海南單科，10)如圖9－1－5，兩等量異號的點電荷相距為2a.M與兩點電荷共線，N位于兩點電荷連線的中垂線上，兩點電荷連線中點到M和N的距離都為L，且L?a.略去(a/L)n(n≥2)項的貢獻(xiàn)，則兩點電荷的合電場在M和N點的強(qiáng)度()圖9－1－5第二十九頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第二十九頁，編輯于星期四：二十點三十一分。A．大小之比為2，方向相反B．大小之比為1，方向相反C．大小均與a成正比，方向相反D．大小均與L的平方成反比，方向相互垂直第三十頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第三十頁，編輯于星期四：二十點三十一分。解析：兩電荷在M點的合電場為

，由于L?a，所以EM＝，所以EM∝a，方向水平向右，兩電荷在N點的合電場為

，由于L?a，所以EN＝，所以EN∝a，方向水平向左，且EM＝2EN，故選項A、C正確，B、D錯誤．答案：AC電場的疊加要根據(jù)電荷的正、負(fù)，先判斷場強(qiáng)的方向，然后利用矢量合成法則，結(jié)合對稱性分析疊加結(jié)果．第三十一頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第三十一頁，編輯于星期四：二十點三十一分。2－1AB和CD為圓上兩條相互垂直的直徑，圓心為O.將電荷量分別為＋q和－q 的兩點電荷放在圓周上，其位置關(guān)于AB對稱且距離等于圓的半徑，如圖9－1－6所示．要使圓心處的電場強(qiáng)度為零，可在圓周上再放一個適當(dāng)?shù)狞c電荷Q，則該點電荷Q()圖9－1－6第三十二頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第三十二頁，編輯于星期四：二十點三十一分。A．應(yīng)放在A點，Q＝2q B．應(yīng)放在B點，Q＝－2qC．應(yīng)放在C點，Q＝－q D．應(yīng)放在D點，Q＝－q解析：由平行四邊形定則得出＋q和－q在O點產(chǎn)生的合場強(qiáng)水平向右，大小等于其中一個點電荷在O點產(chǎn)生的場強(qiáng)的大?。箞A心處的電場強(qiáng)度為零，則應(yīng)在C點放一個電荷量Q＝－q的點電荷，故C選項正確．答案：C第三十三頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第三十三頁，編輯于星期四：二十點三十一分?！纠?】如圖9－1－7所示，實線為不知方向的三條電場線，從電場中M點以相同速度垂直于電場線方向飛出a、b兩個帶電粒子，運動軌跡如圖9－1－7中虛線所示，則()圖9－1－7第三十四頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第三十四頁，編輯于星期四：二十點三十一分。A．a(chǎn)一定帶正電，b一定帶負(fù)電B．a(chǎn)的速度減小，b的速度將增加C．a(chǎn)的加速度將減小，b的加速度將增加D．兩個粒子的動能，一個增加一個減小解析：設(shè)電場線為正點電荷的電場線，則由軌跡可判定a帶正電，b帶正電．若電場線為負(fù)點電荷的電場線，則a為負(fù)電荷，b為負(fù)電荷，A錯．由粒子的偏轉(zhuǎn)軌跡可知電場力對a、b均做正功，動能增加，B、D錯，但由電場線的疏密可判定，a受電場力逐漸減小，加速度減小，b正好相反，選C.答案：C第三十五頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第三十五頁，編輯于星期四：二十點三十一分。1．粒子所受合力的方向指向軌跡的凹側(cè)，由此判斷電場的方向或電性．2．由電場線的疏密情況判斷帶電粒子的加速度情況．3．功能關(guān)系判斷速度變化：如果帶電粒子在運動中僅受電場力作用，則粒子電勢能與動能的總量不變，電場力做正功，動能增大，電勢能減?。谌?，編輯于星期一：十三點五十七分。第三十六頁，編輯于星期四：二十點三十一分。3－1一負(fù)電荷從電場中A點由靜止釋放，只受電場力作用，沿電場線運動到B點，它運動的速度一時間圖象如圖9－1－8所示．則A、B兩點所在區(qū)域的電場線分布情況可能是下圖中的()圖9－1－8第三十七頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第三十七頁，編輯于星期四：二十點三十一分。解析：由速度一時間圖象可知，電荷的速度越來越大，且加速度也是越來越大，故電荷在運動過程中，應(yīng)受到逐漸增大的電場力作用，所以電場線的方向應(yīng)由B指向A.由于加速度越來越大，所以電場力越來越大，即B點的電場強(qiáng)度應(yīng)大于A點的電場強(qiáng)度，即B點處電場線應(yīng)比A點處密集，所以正確答案為C.學(xué)生由于對v－t圖象的斜率即加速度值理解不夠，不能正確得出電荷加速度變大的結(jié)論，而得不到正確的結(jié)果．答案：C

第三十八頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第三十八頁，編輯于星期四：二十點三十一分。如圖9－1－9所示，真空中